电工电子技术课件 叶淬 第三版第五章

1、 B 矢量矢量 F F 标量标量 单位：单位：Wb H 矢量矢量 定义：定义：H=B/ 真空磁导率真空磁导率 0= 410 7 H/m （亨（亨/米）米）均匀磁场均匀磁场 磁场内各点的磁场内各点的 B 大小相等，方向相同。大小相等，方向相同。对于均匀磁场对于均匀磁场 F F =B S相对磁导率相对磁导率 r= / 0 对于铁磁材料对于铁磁材料 r=102 105单位：单位：A/m (安培安培/米米)单位：单位：TSB与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通 磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁感应强度和导磁率之比

2、。磁感应强度和导磁率之比。 lH d l IIF FF F 铁心铁心线圈线圈磁路的概念磁路的概念 磁路是研究局限于一定范围内的磁场问题。磁路磁路是研究局限于一定范围内的磁场问题。磁路与电路一样，也是电工技术课程所研究的基本对象。与电路一样，也是电工技术课程所研究的基本对象。NIIH Fm=N I Um=H l 均匀磁场均匀磁场I1I2N1N2l02211001101ININHHl1I1I2l3l2l1N1N2l0F F = BS= HS = Hll S= FmRm S定义：定义：Rm = lUm= Rm F F或或 Um=Fm=NIA单位单位：1/H (1/亨亨)由于由于 的非线性使得磁路欧姆

3、定律不能用于定量计算的非线性使得磁路欧姆定律不能用于定量计算HmHmBHB - H - HbcBH a1221相同的相同的H，则，则B1B221 I1N111I2N222相同的相同的B，则，则H1H2-N1I1空载电流空载电流i0 )漏磁通忽略漏磁通忽略恒磁通原理恒磁通原理aSZLN1I1= N2 I2N1I1+ N2 I2= N1I0 N1I1+ N2 I2 = 0 N1I1= N2 I2N1N2AXxF FI1E2 U2 E1 U1 I2I1I2 = = N2N11 K( I0 小小)产生主磁通产生主磁通F F m的磁动势相等：的磁动势相等：有效值有效值I0 = I1N (3 8)1、变电

4、流、变电流不适用于空载和轻载不适用于空载和轻载I2nZLU2U1I1Z0Ecos =0.8cos =110U2 /U2NI2 /I2N1 P = PCu+ PFePCu =I1 R1+I2 R22 2P2 P1 = 100%P2 +PCu+PFeP2 = 100%外特性外特性 U2= f (I2) = (90 99)%U2比比U20下降（下降（2-3）%ZL= U1I1I2nZLU2U1I1Z0ZL= U2I2ZL= nU2I2/n= n2 U2I2 = n2 ZLZL= n2 ZLE变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以变比的平方。变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以变比的平方。 可利

5、用变压器可利用变压器进行阻抗匹配进行阻抗匹配阻抗变换举例：阻抗变换举例：扬声器上如何得到最大输出功率扬声器上如何得到最大输出功率i1uRsRL信号源信号源设：设：信号电压的有效值信号电压的有效值:U1= 50V;信号内阻：信号内阻： Rs=100 ;负载为扬声器，其等负载为扬声器，其等 效电阻：效电阻：RL=8 。求：负载上得到的功率求：负载上得到的功率解：解：（1）将负载直接接到信号源上）将负载直接接到信号源上，得到的输出功，得到的输出功 率为：率为： W)(7 . 181085022LLSRRRUpL1i1u2u2iLR1N2NRs（2）将负载通过变压器接到信号源上。）将负载通过变压器接到

6、信号源上。输出功率为：输出功率为：W25. 698981005022LLSLRRRUp设变比设变比 1:5 . 321NNK9885 . 32LR则：则：结论：由此例可见加入变压器以后，输出功率提高了结论：由此例可见加入变压器以后，输出功率提高了 很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条 件（信号源内、外阻抗差不多相等）。件（信号源内、外阻抗差不多相等）。 当电流流入两个线圈当电流流入两个线圈(或流出）时，若产生的磁通方或流出）时，若产生的磁通方向相同，则两个流入端称为同极性端（同名端）。或者向相同，则两个流入端称为同极性端（同名端）。或者说，当铁芯中磁

7、通变化（增大或减小）时，在两线圈中说，当铁芯中磁通变化（增大或减小）时，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端。产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端。一、同极性端一、同极性端(同名端同名端)AXax*AXax*AXaxAXaxiiF F1F F2AXaxiiF F1F F2AXax同名端同名端同名端同名端电器使用时两种电压（电器使用时两种电压（220V/110V）的切换：）的切换：220V： 联结联结 2 3110V： 联结联结 1 3，2 4二、线圈的接法二、线圈的接法1324*220V：联结：联结 2 3mNfU)2(44. 4220励磁励磁mNi210NfUm244. 4

8、220两种接法下线圈工作情况的分析两种接法下线圈工作情况的分析*1324NN10i220U110V：联结：联结 1 3，2 4NfUm244. 4220mNfU)(44. 4110NfUm44.41101,32,4220V：联结：联结 2 31324*110U10i说明：两种接法下说明：两种接法下 不变，不变， 所以铁芯磁路的设计相同所以铁芯磁路的设计相同m励磁励磁mNi10问题问题1：在在110V 情况下，如果只用一个绕组（情况下，如果只用一个绕组（N），行不行？），行不行？答：答：不行（两绕组必须并绕）不行（两绕组必须并绕） 原边有两个相同绕组的电源变压器（原边有两个相同绕组的电源变压器（

9、220 / 110220 / 110），），使用中应注意的问题：使用中应注意的问题：*1324NN220i220U1,32,4110iN若两种接法铁芯中的磁通相等，则：若两种接法铁芯中的磁通相等，则： Ni2220Ni11021110220ii问题问题2：如果两绕组的极性端接错，结果如何？如果两绕组的极性端接错，结果如何？结论：结论：在极性不明确时，一定要先测定极性再通电。在极性不明确时，一定要先测定极性再通电。答：答：有可能烧毁变压器有可能烧毁变压器两个线圈中的磁通抵消两个线圈中的磁通抵消烧毁烧毁感应电势感应电势0e电流电流 很大很大11Rui 1111eRiu原因：原因：*1324NN10

10、i220U 一、三相变压器的结构一、三相变压器的结构U1U2u1u2V1V2v1v2W2W1w1w2N1N2N1N2=K21PPUU二、三相变压器绕组的接法二、三相变压器绕组的接法U1 V1 W1u1 v1 w1nYYNU1 V1 W1u1 v1 w1dYKNNUUUUPP212121KUUUUPP3321SN = U1NI1N= U2NI2N三相变压器三相变压器单相变压器单相变压器SN= U1NI1N = U2NI2N U2N原方加原方加U1N时，副方绕组的开路电压时，副方绕组的开路电压U2N应比满载运行时的输出电压应比满载运行时的输出电压U2高出高出2 3%线电压，线电流线电压，线电流容量

11、容量 SN 输出功率输出功率 P2 原边输入功率原边输入功率 P1 输出功率输出功率 P2注意：变压器几个功率的关系注意：变压器几个功率的关系效率效率决定于负载决定于负载功率因数功率因数NNNIUS11容量：容量：21PP 原边输入功率：原边输入功率：cos222IUP 输出功率：输出功率： U1N1N2ZLU2KNNIIKNNUU112212121-结构简单结构简单 使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。注意：原、注意：原、副边千万不能对调使用，副边千

12、万不能对调使用，以防变压器损坏。因为以防变压器损坏。因为N变小时，变小时，磁通增大，电流会迅速增加。磁通增大，电流会迅速增加。一、电压互感器：用低量程的电压表测高电压一、电压互感器：用低量程的电压表测高电压1. 副边不能短路，以副边不能短路，以 防产生过流；防产生过流；2. 铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的 一端接地，以防在一端接地，以防在 绝缘损时，在副边绝缘损时，在副边 出现高压。出现高压。使用注意：使用注意：VR N1（匝数多）（匝数多）保险丝保险丝 N2（匝数少）（匝数少）u（被测电压）（被测电压）电压表电压表被测电压被测电压=电压表读数电压表读数 N1/N2二、电流互感器：用低量程的

13、电流表测大电流二、电流互感器：用低量程的电流表测大电流（被测电流）（被测电流）N1（匝数少）（匝数少）N2（匝数多）（匝数多）ARi1i2电流表电流表被测电流被测电流=电流表读数电流表读数 N2/N1 铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的 一端一端 接地，以防在接地，以防在 绝缘损坏时，在副绝缘损坏时，在副 边出现过压。边出现过压。使用注意事项：使用注意事项：衔铁衔铁铁心铁心铁心铁心线圈线圈线圈线圈衔铁衔铁F = S0B02 02 F对直流对直流 U=IR U不变时，不变时，I不变不变磁动势磁动势 Fm= IN =Um= F FRm 也不变也不变Rm= Rm0+Rm1Rm= Rm1吸合吸合后后前前F F 在吸合后在吸合后F = S0B02 02B0 平均吸力：平均吸力：铁心由硅钢片叠成；铁心由硅钢片叠成；F = SBm4 02有分磁环有分磁环F F1F F2 磁动势磁动势 Fm= i N =Um= F FRmRm=Rm0+Rm1Rm= Rm1吸合吸合后后前前 在吸合过程中在吸合过程中, 吸力不变吸力不变, 励磁电流由大励磁电流由大小小当当 U, f , N不变不变, F Fm不变不变Bm不变不变